JP6016723B2 - ガラスフィルム搬送装置 - Google Patents
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Description
このような極めて薄いガラスフィルムは、その薄さゆえに可撓性を有するので、ガラスフィルムをロール状に巻き取ったガラスロールとして扱うことが可能である。ガラスロールには、ロール状に巻かれたガラスフィルムが内周側および外周側に隣接するガラスフィルムと接触して破損するのを防ぐ目的で、隣接するガラスフィルム間に樹脂製の保護シート(保護フィルム、合紙)を挟み込んだものがある。
特許文献1に開示のガラスロールの製造方法は、ダウンドロー法によってガラスフィルムを成形するとともに、その成形したガラスフィルムを保護シートに重ねてロール状に巻き取るガラスロールの製造方法であって、前記保護シートに、前記ガラスフィルムよりも大きな搬送方向の張力を付与しながら、前記ガラスフィルムと前記保護シートとを巻き取ることを特徴とするものである。
このガラスフィルムの表面に対する各種処理としては、たとえば真空蒸着やスパッタリングなど、真空圧近傍にまで減圧された真空容器内で行われる処理がある。真空圧近傍にまで減圧された容器内では圧力変化による影響が様々に発生するので、発生する影響を考慮してガラスロールをロール搬送しつつ真空蒸着やスパッタリングなどの処理(表面処理)を施す様々な技術が提案されている。
特許文献2に開示の薄膜ガラスの搬送装置は、真空容器内の圧力を制御可能な圧力制御手段を備え、真空圧近傍まで減圧された前記真空容器内で長尺な薄膜ガラスを搬送する薄膜ガラスの搬送装置において、前記圧力制御手段は、ロール状の前記薄膜ガラスが前記真空容器内に配置された状態で、3分以上の時間を掛けて前記真空容器内の圧力を10000Paまで減圧させた後に、真空圧近傍まで減圧させることを特徴とするものである。
れたように、樹脂製の保護シートとガラスフィルムとを重ねて巻き合わせる際に、単純に巻き重ねるだけでは、以下のような問題が生じる。ガラスフィルムが成膜処理等により高温(たとえば200℃以上)になっている場合、保護シートが高温のガラスフィルムに接触すると、保護シートが破損または/および破断等のダメージを受ける場合がある。この状態で、保護シートとガラスフィルムとを重ねて巻き取ると、これを引き金として保護シートのうねり等によりガラスフィルムを破損させるおそれがある。すなわち、高温のガラスフィルムを巻き取り時に適切に冷却する必要がある。特に、ガラスフィルムが真空チャンバー中で処理され、そのチャンバー内で保護シートとガラスフィルムとを重ねて巻き取る場合には、チャンバー内が真空であるために十分に冷却されないで高温のままでガラスフィルムが巻き取られる。このような場合に、保護シートのダメージを防ぎながら、ガラスフィルムを適切に冷却する必要がある。
即ち、本発明に係るガラスフィルム搬送装置は、真空中あるいは減圧下で長尺のガラスフィルムを連続的に搬送する。この装置は、前記ガラスフィルムを巻き出す巻出し部と、前記巻出し部から巻き出されたガラスフィルムを搬送するガラスフィルム搬送部と、前記ガラスフィルム搬送部によって搬送されたガラスフィルムを、前記ガラスフィルムと略同幅でかつ長尺の形状を有し、気化成分を含む保護シート上に積層する積層ローラと、積層されたガラスフィルムと保護シートをロール状に巻き取る巻取り部と、を備えている。前記積層ローラは温度制御されており、前記積層ローラ上で、前記保護シートが昇温されることを特徴とする。
さらに、好ましくは、前記積層ローラにおいて、前記保護シートよりも高温のガラスフィルムが当接することにより、前記保護シートが昇温されるように構成することができる。
さらに、好ましくは、前記積層ローラに前記保護シートが当接した後の回転角が45度以上となる回転範囲において、前記ガラスフィルムを前記保護シート上に積層するように構成することができる。
さらに、好ましくは、前記ガラスフィルム搬送部は、前記巻出し部から巻き出されて前記保護シートから分離されたガラスフィルムを搬送し、前記巻取り部は、前記ガラスフィルム搬送部によって搬送されたガラスフィルムに、巻出し部において前記ガラスフィルムから分離されて巻取り部まで搬送された保護シートを積層しつつロール状に巻き取るように構成することができる。
[第1実施形態]
図1および図2を参照しながら、本発明の第1実施形態に係るガラスフィルム搬送装置100について説明する。図1は、第1実施形態に係るガラスフィルム搬送装置100の構成を示す概略図である。図2(A)は、図1のA部の詳細を示す図であって、図2(B)は、図1のB部の詳細を示す図である。このガラスフィルム搬送装置100においては、保護シートとともにロール状に巻き取られた処理前のガラスフィルムを、保護シートと分離して搬送して、その後に別の保護シートとともにロール状に巻き取る。
このようにガラスフィルムと保護シートが重ね合わされて2層となった積層フィルムは、後述する巻出し部2として機能する巻出しコアに巻回されてガラスロールとなっている。巻出しコアは、たとえばステンレス材料などで形成されている。ガラスロールは、巻き始めにおいて積層フィルムの保護シート側が巻出しコアの巻き付け芯に接するように巻回されているのが好ましい。そして、巻出しコアの巻き付け芯から外周側に向かって保護シートとガラスフィルムが交互に重なりあったロールとなる。
図1を参照しながら、第1実施形態によるガラスフィルム搬送装置100の構成を説明する。
ガラスフィルム搬送装置100は、上述のように、ガラスロールからガラスフィルムを巻き出す巻出し部2と、巻き出されたガラスフィルムを表面処理工程へ搬送するガラスフィルム搬送部3と、表面処理が施されたガラスフィルムを再びロール状に巻き取る巻取り部4とを有しており、加えて、巻出し部2でガラスロールから巻き出された保護シートを
保護シート分離ローラ9により分離させて保護シート巻取りロール11に巻き取るとともに、巻取り部4の手前に設けられた積層ローラ12により、保護シートロール13から供給された新しい保護シートをガラスフィルムに重ね合わせる。このような構成のガラスフィルム搬送装置100は、たとえば箱形の真空チャンバ6内に設けられている。
図1に示す真空チャンバ6内の上下方向における中央部の左側上方には、巻出しコアで構成された巻出し部2が配置されている。巻出しコアである巻出し部2は、積層フィルムの幅よりも若干全長の長い円筒状または円柱状の巻き付け芯を備えている。また、この巻き付け芯の両端に円板状のフランジの一方の面が同軸に固定された構成となっていても良い。このような構成の巻出し部2において、巻出しコアの巻き付け芯には、ガラスフィルムと保護シートが積層された積層フィルムを巻回することでガラスロールが形成されている。
図1に示す真空チャンバ6内の上下方向における中央より下側であって、巻出し部2の下方には、巻出し部2から巻き出されて保護シートから分離したガラスフィルムの表面に対して、たとえばスパッタリングやプラズマCVD等の表面処理工程を実施する成膜装置が備えられている。第1実施形態では、一例としてスパッタ成膜部7が備えられている。
図1に示すスパッタ成膜部7の成膜ロール8は、ステンレス材料等によって円筒状または円柱状に形成されており、曲面を形成する外周面にガラスフィルムを巻き付けて搬送する搬送部材である。成膜ロール8は、回転中心となる成膜ロール8の軸心(回転軸)が、巻出し部2の回転中心となる軸心(つまり、巻出しコアの巻き付け芯の軸心)と略平行となるように配置されている。
また、図1を参照して、ガラスフィルム搬送装置100は、巻出し部2と成膜ロール8との間に保護シート分離ローラ9を備えている。保護シート分離ローラ9は、成膜ロール8と同様にステンレス材料等によって円筒状または円柱状に形成された部材であるが、成膜ロール8の外径よりも小さな外径の円筒または円柱形状を有している。
ル11に巻き取るとともに、ガラスフィルムを成膜ロール8へ搬送する。
ガラスフィルム搬送部3は、成膜ロール8と保護シート分離ローラ9と保護シート巻取りロール11とで構成することによって、ガラスフィルムの搬送経路(ガラスフィルム搬送経路)を形成し、巻出し部2でガラスロールから巻き出されたガラスフィルムを保護シートから分離し、保護シートを回収することができる。
巻取り部4は、巻出し部2と同様の巻出しコアで構成されており、積層フィルムの幅よりも若干全長の長い円筒状または円柱状の巻き付け芯を有している。巻取り部4は、この巻き付け芯の軸心である巻取り部4の回転軸が、図1の紙面に向かって垂直方向となるように、上述した巻出し部2や成膜ロール8などの回転軸と平行となるように真空チャンバ6内に配置されている。
ここで、図1に示すように、ガラスフィルム搬送装置100は、巻取り部4と成膜ロール8との間であって保護シート分離ローラ9の右側に、積層ローラ12を備えている。
この積層ローラ12の直径は、φ100mm〜φ300mm、好ましくはφ125mm〜φ200mmである。
保護シートは、積層ローラ12上に供給されるにあたり、50N/m〜200N/mの範囲の張力で供給することが好ましい。一方で、ガラスフィルムはこれよりも弱い張力で供給することが好ましい。保護シートの張力Tfは、ガラスフィルムの張力Tgの2倍程度以上であることが好ましい。これは、積層ローラ12において、保護シートに付与される搬送方向の張力は、積層ローラ12に対する保護シートの密着度を高めて保護シートに含まれる水分の蒸発を促進させることができるように、ガラスフィルムに付与される搬送方向の張力よりも大きく設定されている。
ることを表す。真空・低圧環境下にある保護シートは、定常状態においても保護シートに含まれる水分が蒸発させられる。本発明では、保護シートを昇温させることにより、外的な加熱のない定常状態よりも、水分の蒸発を促進させることが重要である。上記では、外的な温度として40〜80℃を例示したが、これに限定されるものではなく、保護シートの材質、あるいは真空度によって変化するもので、当業者により適切に設定できる。
図2(A)に示すように、積層ローラ12にまず保護シートが巻き取られる。この保護シートは、保護シートロール13から供給された新しい保護シートであって、常温程度の温度である。これに対して、積層ローラ12の表面温度は、この保護シートの温度よりも高温で40℃〜80℃であって、かつ、保護シートの巻取り方向張力はガラスフィルムのそれよりも大きい。このため、保護シートは積層ローラ12に密着され、保護シートの温度よりも高温である積層ローラ12の表面から熱量が供給される。
このような状態が十分に形成されるだけの経路長となるように、上述した角度α(保護シートのみが積層ローラ12に接触している角度)および角度β(保護シートおよびガラスフィルムが積層ローラ12に接触している角度であって積層ローラ12から離脱する位置)が設定されている。
切に冷却される。
このときに、ガラスフィルムと保護シートとの間に溜まる気体(圧力P2)は下方が開放されているのでガスが抜けることになるが、保護シートと積層ローラ12との間に溜まる気体(圧力P1)は開放されていないのでガスが抜けず、P1>P2となる。このように熱伝達媒体であるガス圧Pが異なるので、ガラスフィルムから保護シートへの熱伝達係数よりも、保護シートから積層ローラ12への熱伝達係数が高くなる。このため、保護シートが高温になることなく、かつ、ガラスフィルムが適切に冷却されるので保護シートが高温に接触されることなく、保護シートはダメージから保護される。
以上の説明で、ガラスフィルム搬送装置100において、巻出し部2から巻き出されたガラスフィルムが巻取り部4に再び巻き取られるまでの構成を説明した。以下に、巻出し部2から巻き出された保護シートが巻取り部4に再びロールとして巻き取られるまでの動作を説明する。
巻出し部2のガラスロールから、積層フィルムの一方のフィルムであるガラスフィルムが巻き出され、ガラスフィルム搬送部3へ搬送される。ガラスフィルム搬送部3を構成する保護シート分離ローラ9により、ガラスフィルムと保護シートとが重ね合わせられた状態から、ガラスフィルムから保護シートを分離させて保護シートが保護シート巻取りロール11に巻き取られるとともに、ガラスフィルムが成膜ロール8へ搬送される。
表面処理が施されたガラスフィルムは、成膜ロール8から積層ローラ12へ搬送され、積層ローラ12から巻取り部4に搬送される。この積層ローラ12で、新しい保護シートと処理後のガラスフィルムとが重ね合わせられる。このときにおける、積層ローラ12の表面温度が40℃〜80℃および保護シートの巻取り張力がガラスフィルムの巻取り張力よりも強い。積層ローラ12に強く密着された保護シートは積層ローラ12から熱量が供給され、含有水分の放出(含有水分の水蒸気化、気体化)が促進される。
45°巻き付けた際には保護シートと積層ローラ12との接触面長が約50mm以上となり十分に熱的に安定した状態でガラスフィルムと接触する。積層ローラ12の直径をφ200mm以下とするのは、ガラスフィルム搬送装置100の小型化の観点で有利であることに加えて、積層ローラ12の直径が小さい方が保護シートと積層ローラ12との密着状態がより安定化するという観点でも有利であると考えられる。
保護シートとガラスフィルムとが重ね合わさったものは、保護シート側を内側にしてロール状に巻き取られることが、好ましい。
以上のようにして、第1実施形態に係るガラスフィルム搬送装置によると、樹脂製の保護シートが含有する水分の放出を促進させて熱伝達媒体として機能させることにより、保護シートを高温にすることなく、高温のガラスフィルムを適切に冷却することができる。ガラスフィルムが高温でなくなると、保護シートが破損または/および破断等のダメージを受けることを回避できる。このため、保護シートとガラスフィルムとを重ねて巻き取ってもガラスフィルムを破損させるおそれがなくなる。そのため、第1実施形態に係るガラスフィルム搬送装置によれば、ガラスフィルムの破損を抑制しながら、ガラスフィルムと保護シートとを重ねて巻き取ることができる。
以下、本発明の第2実施形態に係るガラスフィルム搬送装置200について説明する。なお、第2実施形態に係るガラスフィルム搬送装置200において、上述した第1実施形態に係るガラスフィルム搬送装置100と同じ構成については同じ参照符号を付してある。それらの機能も同じである。そのため、それらについての詳細な説明は、ここでは繰り返さない。
ラ9および保護シート巻取りロール11を備えていた。
図3に第2実施形態に係るガラスフィルム搬送装置200の構成の概略図を示す。このガラスフィルム搬送装置200においては、保護シートが巻き取られていないガラスフィルムのみがロール状に巻き取られたガラスロールを巻出し部2にて用いている。このため、図3に示すように、ガラスフィルム搬送装置200は、保護シート分離ローラ9および保護シート巻取りロール11を備えていない。ただし、成膜ロール8におけるガラスフィルムの接触角度を確保するために、保護シート分離ローラ9の位置に保護シート分離ローラ9と同様のローラ29が設けられている。
第2実施形態に係るガラスフィルム搬送装置200においても、第1実施形態に係るガラスフィルム搬送装置100と同様に、巻出し側がガラスフィルムのみのロールであっても、ガラスフィルムの破損を抑制しながら、ガラスフィルムと保護シートとを重ねて巻き取ることができる。
以下、本発明の第3実施形態に係るガラスフィルム搬送装置300について説明する。なお、第3実施形態に係るガラスフィルム搬送装置300において、上述した第1実施形態に係るガラスフィルム搬送装置100と同じ構成については同じ参照符号を付してある。それらの機能も同じである。そのため、それらについての詳細な説明は、ここでは繰り返さない。
図4に示すように、保護シート搬送部34は、巻出し部2の上方に配置された第1保護シートローラ31、および巻取り部4の上方に配置された第2保護シートローラ32を有する。
ーラ32のそれぞれは、巻出し部2または巻取り部4の直上付近で、回転軸が、巻出し部2および巻取り部4の回転軸とほぼ平行となるように、配置されている。
表面処理が施されたガラスフィルムは、成膜ロール8から積層ローラ12を経由して巻取り部4に搬送される。
このガラスフィルムの搬送と同時に、保護シートは、保護シート搬送部34に搬送されて、第1保護シートローラ31から第2保護シートローラ32を通過して第2ガイドローラ37を経由して積層ローラ12へ搬送される。
なお、このガラスフィルム搬送装置300においては、保護シートは再利用されるため、保護シートに含有されている水分が水蒸気(ガス)として放出されにくい場合がある。この場合には、第2ガイドローラ37等の位置を調整して角度αおよび/または角度βを上述した角度範囲内で変更して、所望の水分が保護シートから水蒸気(ガス)として放出されることを促進するようにすればよい。また、積層ローラ12の温度をさらに高く設定して、保護シートからの水分の放出を促進するとよい。
[変形例]
以下、本発明の変形例に係るガラスフィルム搬送装置について説明する。この変形例は、上述した第1実施形態〜第3実施形態に適用することができる。
ところで、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない
と考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、たとえば、動作条件や測定条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
2 巻取り部
3 ガラスフィルム搬送部
4 巻取り部
6 真空チャンバ
7 スパッタ成膜部
8 成膜ロール
9 保護シート分離ローラ
11 保護シート巻取りロール
12 積層ローラ
13 保護シートロール
T ターゲット
Claims (8)
- 真空中あるいは減圧下で長尺のガラスフィルムを連続的に搬送するガラスフィルム搬送装置であって、
前記ガラスフィルムを巻き出す巻出し部と、
前記巻出し部から巻き出されたガラスフィルムを搬送するガラスフィルム搬送部と、
前記ガラスフィルム搬送部によって搬送されたガラスフィルムを、前記ガラスフィルムと略同幅でかつ長尺の形状を有し、気化成分を含む保護シート上に積層する積層ローラと、
積層されたガラスフィルムと保護シートをロール状に巻き取る巻取り部と、を備えていて、
前記積層ローラは温度制御されており、前記積層ローラ上で、前記保護シートが昇温されることを特徴とするガラスフィルム搬送装置。 - 前記積層ローラの表面温度を、前記保護シートの温度よりも高い温度とする加熱機構が前記積層ローラに設けられていることを特徴とする、請求項1に記載のガラスフィルム搬送装置。
- 前記積層ローラにおいて、前記保護シートよりも高温のガラスフィルムが当接することにより、前記保護シートが昇温されることを特徴とする、請求項1に記載のガラスフィルム搬送装置。
- 前記積層ローラにおいて、前記保護シートに付与される搬送方向の張力は、前記ガラスフィルムに付与される搬送方向の張力よりも大きいことを特徴とする、請求項1〜請求項3のいずれかに記載のガラスフィルム搬送装置。
- 前記積層ローラに前記保護シートが当接した後の回転角が45度以上となる回転範囲において、前記ガラスフィルムを前記保護シート上に積層するように構成されていることを特徴とする、請求項1〜請求項4のいずれかに記載のガラスフィルム搬送装置。
- 前記巻出し部は、前記ガラスフィルムと略同幅でかつ長尺の保護シートが積層されたガ
ラスフィルムを巻回したロールから前記保護シートを分離して前記ガラスフィルムを巻き出すように構成されていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載のガラスフィルム搬送装置。 - 前記ガラスフィルム搬送部は、前記巻出し部から巻き出されて前記保護シートから分離されたガラスフィルムを搬送し、前記巻取り部は、前記ガラスフィルム搬送部によって搬送されたガラスフィルムに、巻出し部において前記ガラスフィルムから分離されて巻取り部まで搬送された保護シートを積層しつつロール状に巻き取るように構成されていることを特徴とする、請求項6に記載のガラスフィルム搬送装置。
- 前記気化成分が水分であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載のガラスフィルム搬送装置。
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